开普勒<%=id%>

天文学家
开普勒（Kepler,Jlhann）
德国天文学家。1571年12月27日生于符腾堡州雷根斯堡。
开普勒的父亲是职业军人，祖父曾当过他家乡的市长。开普勒在青年时代为多病的体质所苦。他三岁的时候得了天花，致使手有残疾，视力不好。这就有必要让他接受宗教教育，看起来他只适合找同牧师一样不紧张的职业了。
他在蒂宾根大学求学，1588年毕业，1591年获硕士学位。他在数学上出众的才华很快得到了公认。在个别指导时，他偶然获得了关于哥白尼*理论的情况；他立刻接受了这个理论。到1594年，他把当牧师的得一干二净，在奥地利格拉茨大学教自然科学。
开普勒身上有很强烈的神秘主义气质。在那些日子里，天文学教授常被要求用占星术算命，而开普勒热心投身于这种工作。他不是骗子；他只是想认真研究希腊天文学家，从占星术中得出真正的科学，就象约一个世纪前卡尔达诺做过的那样。这件事情他失败了，同卡尔达诺一样。
开普勒还象卡尔达诺，企图利用占星术的方法来解决圣经的奥秘。比如，他试图算出创世的日子，他发现这个日子是公元前3992年。
开普勒在后半生似乎有点为他把才能用于占星术抱愧。但是，毫无疑问，他的庇护人对他当占星术家的才能比对他在科学上的成就估价更高。他用占星术为鲁道夫皇帝算命，在后来的岁月里又为帝国将军奥尔布雷希特.冯.沃伦斯坦算命，赢得了他们的庇护；虽然他是一个新教徒，并且当时是三十年代战争的时代，宗教仇恨十分强烈。
1597年格拉茨的宗教争端（在三十年战争最激烈的争吵之前好久）很厉害，开普勒觉得离开是明智的，他在布拉格年迈的和第谷身边任职（他和第谷通信已有一段时间）。1601年第谷死后，开普勒继承了非常宝贵的资料，这是老人多年收集起来的，包括他对火星这颗行星视运动的仔细观测。
开普勒开始打算以这些观测为基础，设计一个天空体系。1604年9月30日出现了另一颗新星（“开普勒星”）它不十分象“第谷星”那样星，但相当引人注意。这颗星的出现使开普勒受到了鼓舞。
可是，开普勒在工作中把兴趣转到希腊人早已提出的神秘概念中去。他对毕达哥拉斯及其追随者最先提出的“天球音乐”相信至深，甚至试图定出每个行星在运动中发出的准确音调。
他也深受柏拉图的影响：他企图把柏拉图的五种立体凑到到行星的组合中去。1596年他发表的书中提出了这个概念，正是这本书使第谷第一次对开普勒发生兴趣。
开普勒在他提出的行星正多面体理论中，把一个正八面体外切于水星天球，而它的各个顶点则落在金星天球上。一个正二十面外切于金星天球上，而地球与此二十面体各个顶角相接，等等。
他化了大量的时间把这套东西搞出来，想准确解释各行星到太阳的相对距离。到1595年他终于认识到，他无法恰当地调整各种立体和球。
然而，他并没有洗手不干。最后他想到，他用球搭配的东西样能适合第谷的资料，因而他开始寻找某种合适的非圆曲线。首先，他试蛋状的卵形线未能成功，于是他选定椭圆。
椭圆是阿波洛尼乌斯首先研究的曲线。一个圆不管怎样画，直径的长度是固定的；但椭圆直径（通过椭圆中心的直线）的长度随其位置而改变。最长的直径叫长轴，最短的直径叫短轴。椭圆越扁，长轴与短轴长度的比差越大，因此偏心率越大。（圆的偏心率等于零。）
在长轴上有两个点叫“焦点”，它们离中心的距离相等。焦点有这样的特性：如果从两个焦点向椭圆曲线上同一点各画一条直线，那么这两条直线的和总是等于长轴的长度。不管这两条直线画到椭圆曲线上哪一点，这总是成立的。
开普勒发现，第谷观测的火星位置和椭圆轨道符合，并且符合的精确度很高。它不是一个很扁的椭圆。但肯定它不是一个圆。而且，太阳位于这椭圆的一个焦点上。
开普勒发现，其它行星的轨道也可以画成椭圆，太阳总在一个焦点上。在1609年出版的《新天文学》一书中，他公布了这个结果；现在把它叫做开普勒第一定律。这本书中也包含他的第二定律：“当行星沿其轨道运动的时候，连接行星和太阳的直线在相等时间里扫过相等的面积。”这就是说，行星离太阳越近，它运动得越快（按照一个固定并且可以计算的规则）。
后来，开普勒也把这些定律应用于木星的卫星。可是，他无法对付地球自己的月亮。月亮的运动太复杂了。这项工作是1638年由霍罗克斯做的。
开普勒的椭圆结束了希腊的天文学。椭圆破坏了圆运动的神圣禀性，废除了二千年前欧多克斯放在天上的水晶球。（这个水晶球连哥白尼也保留了。）开普勒的太阳系图景从此为许多天文学家所信奉，没有重大的修改。（开普勒的见识限于太阳系。他以为，恒星都处于太阳系之外一个约三公里厚的薄壳中。在这一点上他大大落后于布鲁诺。）
废除了水晶球，就必须找到其它的原因来解释天体都处在它们的轨道上这样一个事实。太阳总在椭圆轨道的一个焦点上并总在轨道面内，行星离太阳越近行星运动越快—这些事实使开普勒认为，显然太阳以某种方式支配着行星的运动。他沿用吉尔伯特的看法，认为有某种磁力在起作用，但是他以此为根据试图搞出的体系是不能令人满意的。半个世纪以后，才由牛顿提出了一个满意的解释。
1619年开普勒发表了另一部著作，这部著作特别充满了叙述冗长的神秘主义。开普勒知道其中的困难，满怀失望地觉得可能要等一个世纪才会有人读他的书。可是（有点象一团海藻中的一颗珍珠），在这部书中就有现在所谓的开普勒第三定律，它说：行星公转周期的平方和行星到太阳距离的立方成正比。这又表明太阳似乎是行星运动的支配者。
这部著作是奉献给英国詹姆斯一世的。他是一个第一流的学究，对他来说一部庞大臃繁的书就是饭和酒，而献辞就是使饭酒增色的点心。詹姆斯邀请开普勒去英国，但这位天文学家不想离开德国，即使他的国家当时陷入了三十年战争之中。
开普勒和伽利略一度有过友好的通信来往，可是他们从未见过面。开普勒把他的理论写信告诉了伽利略。可是，伽利略在他论述哥白尼理论的书中没有提到开普勒定律。他大概觉得这些定律和开普勒以及天球音乐一样不值得注意。（更不用说开普勒的占星术了。但是，伽利略得便时也可能用占星术算过命。）事实上，1610年通信就中断了，这可以表明在两人之间的同感已经丧失。
然而，当伽利略制造望远镜并把它们送往他认为最有用处的地方的时候，有一架送到了开普勒手中。
开普勒用这架望远镜观测了木星的月亮—他过去不肯承认，直到他用自己的眼睛看见了它们—而且随即把它们描绘成“卫星”，这是一个拉丁字，意思是权贵的奉承者。他开始研究透镜对光波的折射方式。他居然用这种方式解释了望远镜（因而也是眼睛）是怎样起作用的。
1611年他画出了一架改进的望远镜，用两块凸透镜代替伽利略用的一块凸透镜和一块凹透镜，并且在理论上描述了一架复合的显微镜，比当时的显微镜都好。他还证明，抛物面镜使平等光线聚焦；这一事实是那个世纪后期牛顿创制反射望远镜必不可少的。因此，他创立了现代光学科学。但是，他没有能够推出一般的数学式子来表示光的折射。这件事留给他的同时代人，年青的斯内尔做了。
1612年开普勒的庇护人—鲁道夫二世死了。新皇帝马赛厄斯给开普勒保留了宫廷天文学家的职位，薪水往往拖欠。（鲁道夫二世付钱也不是很干脆的。神圣罗马皇帝们往往没有分文现金。）1620年开普勒的母亲因偶作神鬼之事，被当成巫婆逮了起来。开普勒经过长久的奔波，总算使她免于拷打而释放出来，但不久就死了。
那几年开普勒根据第谷极好的观测资料和他自己的椭圆轨道理论，完成了新的行星运动表。他在计算中采用了耐普尔新发明的对数；这是对数的第一次重要应用。尽管有家庭的麻烦，经济困难的加剧（开普勒有十三个孩子）以及连年的战争和宗教的动乱，这些表仍然于1627年出版了。这些表称为鲁道夫表，以向开普勒的老庇护人表示敬意。书的扉页上写了献词以纪念第谷。这部著作包含了对数表和第谷星图（开普勒已扩充）。
开普勒对天文学的最后一项贡献，是他计算的内行星水星和金星越过太阳表面的时间。这样的现象从未被观测过，但根据开普勒的计算，它们应当发生。1631年这样一次水星“凌日”在预报的时间被伽森观测到了，但那时开普勒已死去。
顺便提起，开普勒写过一本小说叫《梦》，是说的一个人在梦中到月亮旅行。月亮表面第一次被如实地加以描写，因此《梦》可以看作第一部有根据的科幻小说。这部小说是在开普勒死后出版的。
开普勒的手稿在他死后一个多世纪被俄国叶卡捷林娜二世最后买到手，现保存在苏联普尔科沃天文台。

设为首页 | 加入收藏 | 广告服务 | 友情链接 | 版权申明